2014年高考物理真题分类汇编光学.doc

2014年高考物理试题分类汇编：光学 34．[物理——选修34][2014·新课标全国卷Ⅰ] (2)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示．玻璃的折射率为n＝. (ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？ (ⅱ)一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置． (2)(ⅰ)R (ⅱ)略 [解析] 在O点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图所示，由全反射条件有 sin θ＝① 由几何关系有 OE＝Rsin θ② 由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为 l＝2OE③ 联立①②③式，代入已知数据得 l＝R④ (ⅱ)设光线在距O点R的C点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系及①式和已知条件得 α＝60°θ⑤ 光线在玻璃砖内会发生三次全反射．最后由G点射出，如图所示，由反射定律和几何关系得 OG＝OC＝R⑥ 射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出． [2014·新课标Ⅱ卷] [物理——选修3－4] (2)一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面，在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上，已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率． 34．[答案] (1)BCE (2) [解析] (1)由Q点的振动图像可知，t＝0.10 s时质点Q沿y轴负方向运动，A项错误；由波的图像可知，波向左传播，波的周期T＝0.2 s，振幅A＝10 cm，t＝0.10 s时质点P向上运动，经过0.15 s＝T时，即在t＝0.25 s时，质点振动到x轴下方位置，且速度方向向上，加速度方向也沿y轴正方向，B项正确；波动速度v＝＝ m/s＝40 m/s ，故从t＝0.10 s到t＝0.25 s，波沿x轴负方向传播的距离为x＝vt＝6 m，C项正确；由于P点不是在波峰或波谷或平衡位置，故从t＝0.10 s到t＝0.25 s的周期内，通过的路程不等于3A＝30 cm，D项错误；质点Q做简谐振动的振动方程为y＝Asin t＝0.10sin 10πt(国际单位制)，E项正确． (2)如图所示，考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的A′点折射，根据折射定律有 nsin θ＝sin α① 式中n是玻璃的折射率，θ是入射角，α是折射角． 现假设A′恰好在纸片边缘，由题意，在A′点刚好发生全反射，故α＝② 设AA′线段在玻璃上表面的投影长为L，由几何关系有sin θ＝③ 由题意，纸片的半径应为 R＝L＋r④ 联立以上各式可得n＝⑤ 20． [2014·北京卷] 以往，已知材料的折射率都为正值(n0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n0) ，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足＝n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是( ) A B C D 20．B 本题考查光的折射．是一道创新题，但本质上还是光的折射定律，本题给定信息“光的折射光线和入射光线位于法线的同侧”，无论是从光从空气射入介质，还是从介质射入空气，都要符合此规律，故A、D错误．折射率为－1，由光的折射定律可知，同侧的折射角等于入射角，C错误，B正确． 17． [2014·全国卷] 在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm的光，在距双缝1.00 m的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm，则双缝的间距为( ) A．2.06×10－7 m B．2.06×10－4 m C．1.68×10－4 m D．1.68×10－3 m 17．C [解析] 本题考查双缝干涉条纹间距离公式．双缝干涉相邻条纹间距Δx＝λ，则d＝λ＝1.68×10－4 m，C正确． 13． [2014·福建卷] 如图， 一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述( ) A B C D 13．A [解析] 光线由空气沿半径射入玻璃砖时，传播方向不变，由玻璃砖射向空气时，在其分界面处当入射角大于或等于临界角时，会发